Теплоноситель для двухфазного термосифона

 

Изобретение относится к рабочим веществам для теплотехнических двухфазных термосифонов. Цель изобретения - увеличение теплопередающей способности термосифона при сохранении температурного диапазона его работы. Поставленная цель достигается тем, что теплоноситель в качестве органического соединения содержит масляную или уксусную, или капроновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: вода 99,0-99,5, масляная или уксусная, или капроновая кислота 0,5-1,0. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д )5 С 09 К 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГННТ СССР

Н АBTÎPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4382772/23-26 (22) 23.02.88 (46) 07.12.90. Бюл. Р 45 (72) Н.И.Мирмов и М.М.Трегубов (53) 662.987 (088.8) (56) Мирмов H.М., Белякова H.Г. Некоторые результаты исследования термосифонов с бинарными теплоносителями, — ИФЖ 1980, т.38, N 5, с.934 ° .

) (54) ТЕПЛОНОСИТРЛЬ ДЛЯ ДВУХФАЗНОГО

ТЕРМОСИФОНА (57) Изобретение относится к рабочим

Изобретение относится к рабочим веществам для теплотехнических двухфазных термосифонов.

Целью изобретения является увеличение теплопередающей способности термосифона при сохранении температурного диапазона его работы, П р и и е р . К 35 г дистиллированной воды добавляют 200 мг масляной кислоты (0,57 мас.%). Полученную смесь заправляют в термосифон, выполненный из стальной трубы диаметром

25 мм с толщиной стенки 2,5 мм, длиной испарительного участка 150 мм, конденсаторного участка 310 мм, адиабатического участка 40 мм (количество рабочей смеси определяется емкостью.испарительной зоны).

Интенсивность тепло- и массоперено- са в термосифоне с теплоносителем ottределяют по коэффициентам теплоотдачи в зоне конденсации термосифона, которые сравнивают с коэффициентами веществам для теплотехнических двухфазных термосифонов. Цель изобретения — увеличение теплопередающей способности термосифона прп сохранении температурного диапазона его работы. Поставленная цель достигается тем, что теплоноситель в качестве органического соединения содержит масляную или уксусную, или капроновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: вода 99,099,5; масляная или уксусная, или капроновая кислота 0,5-1,0. 1 табл. теплоотдачи однокомпонентных теплоносителей: воды, бензола, cltltðòä. и бинарных теплоносителей на основе воды с добавками этилового спирта и бенэола.

Величины коэффициентов теплоотдачи во всех опытах рассчитывают по формуле: ь =— ( (1)

Дс где /, — коэффициент теплоотдачи при конденсации, Вт/(м ° К);, q — плотность теплового потока в зоне конденсации, Вт/м

2.

Дс — разность температур, С, (2) где с — температура конденсации тепК о лоносителя, С; с . — средняя температура стенки

t. i термосифона в зоне конценсао ции, С..

Экспериментальные данные, показывающие интенсивность тепло- и массо1611914 переноса в зоне конденсации термосифона для рабочего интервала температур 60-120 С, приведены в таблице, Аналогично готовят теплоносители с добавками уксусной, капроновой кислот и различными соотношениями ингредиентов.

Из таблицы видно, что оптимальные соотношения воды и ПАВ охватывают интервал 0,5-1 0 мас.7 добавки. При уменьшении количества добавляемого

ПАВ до 0,07-0ь45Ж численные значения коэффициентов теплоотдачи лежат в пределах 9000.-10000 Вт/(мк К), т.е. приближаются к значениям конденсации паров чистой воды. Увеличение компонента ПАВ в бинарном теплоносителе свьппе 1% приводит к резкому снижению интенсивности тепло- и массопереноса.

Уже при концентрациях 1,25- 1,5Х наблюдается не только снижение численных значений зкоэффициентов теплоотдачи при конденсации, но и при кипении, соответственно возрастает теплопередающая способность в 1,5-2,0 раза.

Такой теплоноситель с добавками

ПАВ создает более устойчивую работу термосифона. Это обеспечивается равномерным режимом кипения. ПАВ предотвращает рост пузырей и предотвращает выброс парожидкостной эмульсии из эоны кипения в зону конденсации.

Добавление в указанной пропорции

ПАВ изменяет режим течения пленки конденсата, что предотвращает отрыв капель жидкости движущимся встречным потоком пара. Изменение режима течения пленки конденсата интенсифицирует процесс теплоотдачи в зоне конденсации и тем самым теплопередающую способность термосифона.

20

Формула изобретения

Теплоноситель для двухфазного термосифона на основе водного раствора органического соединения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения теплопередающей способности при сохранении температурного диапазона его работы, он в качестве органического соединения содержит масляную или уксусную, или капроновую кислоту при следующем соотношении ингредиентов, мас,X:

Вода 99,0-99, 5

Масляная или уксусная, или капроновая кислота

По сравнению с известным интенсивность тепло- и массопереноса повышается в 2ь3-3,0 раза„ а по сравнению с однокомпонентным теплоносителем— водой, в 1,58-1,6б раза.

Предлагаемый теплоноситель позволяет без дополнительных затрат на изменение размеров и конструкции термосифонов увеличить интенсивность теплообмена в полости термосифона и оь 5-1ьо

Коэффициент те плоотдачи

М„кВт/(м . К) Плотность теплового потока, кВт/м стеве, мас.X

Средний температурный напор, bt

Тепловая нагруэка, О, Вт

Состав

Капроновая Масляная кислота кислота суся сл1эта

0,50

0,50

0>50

0,50

0,50

1>00

1,ОО

1,ОО l 00

1,ОО

О,О7

О,О7

0>07

О,О7

О,О7

0,10

О, 10

О, 1О

О, 1О

О, 1О

0,40

О,40

2 з

5

7

9 l0

II

12

13

I4

16

17

18

19

21

99,50

99, 50

99,50

99,50

99,50

99,00

99,00

99,00

99,00

99,00

99,93

99,93

99>93

99>93

99,93

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,60

99,60 зоо

7ОО

1200 зоо

7ОО

9ОО

1200 з о

12ÎÎ зоо

1200 зоо

500

14,2

24,1 г,о

33,6 Э ° 4

43,7 3,8

58,2 5,4

14> 7 О,7 г4,3 1,З

33,8 . 1,8

43,3 2,3

57,6 3,3

15,4 I 4

25,6 2,5

35,9 з,в

46,2 5,3

6l,5. 6,8

15,4 1>5

25,6 2,4

35,9 3,9

46> 1 5>2

6l 5 6>7

15,4 1,6

25,6 2>4

1З,4

t2>1

9,9

11,5

10,8 г1,з

19,0

18,6

IS8 !

7>5

lI 4

9,9

9,4

8,7

9,0

1О,Э

1О,7

9,г

8,9

9,2

9,6

10,7

1611914

Продолненне таблицы!

0>0

9,7

9,0

6,4

6,3

6 ° 0

5,0

4 ° 6

5,9

5 8

5,5

QO0

700

0,40

C 4O

0 40

1,30

1,3О

ti30

t>30

1,30

2,50

2,50

2,50

2,50

3,00

3,00

3,00

3,00

3,00

0>75

0.75

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

0>75

0,75

0 ° 75

0,75

0 75

0 75

0,75

0,75

100

59

100

I5

61

62

64

75 е ч а н н е . Ларантернстннн О, bc u et получены ллн рабочего интервала тенператур 60-120 С. рнн

Составитель М.Проко@ьев

Редактор Н.Бобкова Техред М.Ходаннч Корректор Л ° Ïèëèïåíêo

3812

Заказ

Тираж 559

Подписное

Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ВНИИПИ

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä> ул . Гагарина, 101

23 99,60

24 99,60

25 99,60

26 98,70

27 98, 70

28 98,70

29 98,70

30 98,70

31 97,50

32 97,50

ЗЗ 97,50

34 97,:50

35 97,50

36 97,00

3? 97,00

ЗВ 97,00

39 97,00

40 97,00

41 99,25

42 99,25

43 99, 25

44 99>25

45 99.25

46 99,25

47 99, 25

48 99,25

49 99,25

50 99,25

51 99> 25

52 99,25

5Э 99,25

54 99,25

55 99,25

56 100

35,7 3,6

46,2 4,8

61,5 6,8

15,4 2,4

25,6 4,1

35,9 6,0

46,1 Q 2

61,5 12,8

15,4 2,6

25,6 . 4,4

35>8 6,5

900 46,2

1200 61 5

300 15,4

500 25,6

700 35,9

900 46,2

1200 &1> 5

300 14,8

500 24,4

700 33,7

900 43,9

1200 57,6

300 15 О

500 25, 1

700 34>2

900 44>2

1200 58 0

300 t4,9

7500 24,!

700 33,9

900 44, 1

1200 57,9

300 14,8

500 24,4

700 33,7

900 43,9

1200 57,6

Не рассчитаны

Не рассчитаны

9,4

13,5

2,6

4 5

6,8

9 5 !

3,3

0,7

1,3

1,8

2,Э

3>3

О>7

1,3

1,9

2>5

3 5

0,7

1,2

1,7

2,4

3,4

0,7

1,3

1,8

2,3

3,3

0,8

1,7

2,4

4 5

6,0

4,9

4,6

5,9

5,7

5 3

4,9

4,6

21,1

l8,8

t8> 7

18,3

17,5

22,0

19> 3

18>0

17,7

16>6

21,3

20,1

19,9

16,4

17,0

12,5

11,3

10,9

10, 1

9,8

3,3

3,3

3,0

2,9

2,6